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PILES A COMBUSTIBLE

PEMFC : de l’eau, mais pas trop !


​​​​​​​​Mieux gérer l'eau dans les piles à combustibles à membrane échangeuse de protons (PEMFC*), permettrait à la fois d'en réduire le coût et d'augmenter leur durée de vie, deux points clés pour leur commercialisation. Les travaux menés par le Liten, institut de CEA Tech, avec le CNRS/IMFT** et le PSI***, donnent des clés pour aller dans ce sens.​​​

Publié le 10 octobre 2016

Les performances, de même que certains mécanismes de dégradation à l'œuvre dans les PEMFC, sont fortement liés à la quantité d'eau présente dans les différents composants des Assemblages Membrane-Electrodes (AME). Afin d'améliorer ces deux points essentiels, une meilleure compréhension des phénomènes de formation de l'eau liquide dans les AME, encore mal connus car difficiles à observer dans des systèmes aussi petits et complexes, est indispensable.
En confrontant expérimentation et modélisation, les scientifiques du Liten, du CNRS de Toulouse et du PSI en Suisse, ont apporté des premiers éléments de réponse. De leur côté, les chercheurs du Liten et du CNRS ont mis en œuvre l'approche de la « modélisation par réseau de pores », qu'ils ont adaptée à l'étude de ces systèmes très particuliers. Les résultats théoriques obtenus sur la répartition de l'eau liquide dans les PEMFC ont alors été confrontés aux expériences de visualisation dans une pile en fonctionnement, grâce aux grands instruments du PSI. Avec succès : les résultats obtenus par modélisation sont cohérents avec les profils de concentration d'eau dans les AME, et cohérents avec les mesures de densité de courant réalisées grâce aux capteurs miniaturisés développés au Liten.
Ces outils permettront, à terme, d'améliorer l'équilibre lié à la gestion de l'eau en adaptant les matériaux, en réalisant des traitements dédiés, en optimisant la taille des pores etc. Au final, c'est le fonctionnement de la pile dans son ensemble qui s'en trouvera amélioré.

* Proton Exchange Membrane Fuel Cell

** CNRS/IMFT : Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse, France

*** PSI : Paul Scherrer Institut, Suisse​


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